JPH0539555A - 線材の溶融めつき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 溶融めっき浴２の中に線材３を導入し、前記
線材３を前記溶融めっき浴２中で垂直上方に方向転換し
たのち、前記溶融めっき浴２の浴面付近に配置された絞
りダイス部８を通過せしめることにより前記線材３の表
面を連続的に溶融めっきを行う線材の溶融めっき方法に
おいて、前記絞りダイス部８が、ダイス口径の異なる少
なくとも２個の絞りダイス６，７を同軸的に重ね合わせ
て水平配置して成り、かつ上方に位置する絞りダイス７
ほどそのダイス口径が小径になっている、線材の溶融め
っき方法。 【効果】 得られためっき線材におけるめっき層の厚み
が均一で、偏肉が少ない。しかもめっき層の表面品質は
優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は線材の溶融めっき方法に
関し、更に詳しくは、めっき後の偏肉が小さく、かつ表
面への異物の付着も少ない溶融めっき線材を製造する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子・電気機器のリード線や配線には、
半田付けや端末処理を容易にするために銅線にすずまた
は半田（Ｓｂ−Ｐｂ合金）をめっきしためっき銅線が多
く用いられている。すずまたは半田めっきの銅線の製造
には、通常、溶融めっき法が採用されている。この方法
は、図５で示したように、めっき槽１の中に貯留されて
いる溶融すず，溶融半田などから成る溶融めっき浴２の
中に、めっきすべき線材３を矢印で示したように連続的
に導入し、浴中に配置されたターンロール４で垂直上方
に線材３の運動を方向転換したのち、溶融めっき浴２の
浴面に配置された絞りダイス５を通すことにより線材３
の表面に付着した余分な溶融めっきを除去し、つづけて
大気中で冷却して溶融めっきを凝固させるという方法で
ある。

【０００３】通常の溶融すずまたは溶融半田のめっき法
では、直径0.４〜0.９mm程度の銅線にすずまたは半田を
数μｍ〜数１０μｍ程度の厚みにめっきしているが、こ
れらのめっき金属は比較的高価であるため、めっき層の
厚みをできるだけ薄くすることが望まれている。しか
し、走行する線材３の振動などにより線材３と絞りダイ
ス５との間で相対位置のずれを起こすことがあるため、
形成された溶融めっき層が線材に対して偏心しているこ
とが多い。このようなめっき層の偏肉があると、めっき
層の薄い部分では、その部分に銅とめっき金属との合金
が露出して半田付け特性が著しく劣化する。したがって
めっき層の厚みをあまり薄くすることができず、ある程
度以上の厚みは確保しなければならないという問題があ
る。

【０００４】また、溶融めっき浴２の浴面には酸化物，
カス等の異物が浮遊し易く、線材３が溶融めっき浴２か
ら導出される際に、これらが線材表面に付着してめっき
層に取り込まれ、半田付け特性を劣化させるという問題
も起こる。さらに上記異物が絞りダイスにたまってダイ
ス口径の閉塞や細径化が起こって、線材の断線やめっき
層の厚みの不均一化，表面疵の発生などの問題を引き起
こす。

【０００５】本発明は上記した問題を解決し、めっき層
の偏肉が少なく、まためっき層への異物混入も少ない高
品質のめっき線材を得るための、線材の溶融めっき方法
の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段・作用】上記した問題を達
成するために、本発明においては、溶融めっき浴の中に
線材を導入し、前記線材を前記溶融めっき浴中で垂直上
方に方向転換したのち、前記溶融めっき浴の浴面付近に
配置された絞りダイス部を通過せしめることにより前記
線材の表面に連続的に溶融めっきを行う線材の溶融めっ
き方法において、前記絞りダイス部が、ダイス口径の異
なる少なくとも２個の絞りダイスを同軸的に重ね合わせ
て水平配置して成り、かつ、上方に位置する絞りダイス
ほどそのダイス口径が小径になっていることを特徴とす
る線材の溶融めっき方法が提供される。

【０００７】以下に、本発明を添付図面に基づいて説明
する。図１は、２個の絞りダイスで絞りダイス部を構成
したときの本発明方法で用いる溶融めっき装置の概略図
である。図において、めっき槽１の中には、溶融めっき
浴２が収容されている。溶融めっき浴２の中にはターン
ロール４が配設され、溶融めっき浴２の中に図の矢印の
ように導入された線材３は、前記ターンロール４で垂直
上方に方向転換して導出される。

【０００８】線材３の導出方向の浴面には、２個の絞り
ダイス６，７を同軸的に重ね合わせることにより絞りダ
イス部８が配置されている。この状態を図２に示す。図
において、下方に位置する絞りダイス６の上面６ａと上
方に位置する絞りダイス７の下面７ａとは互いに離隔す
ることなく重ね合わされていて、かつ、この重ね合わせ
た面は水平、すなわち、線材３の導出方向（垂直方向）
と直交するようになっている。

【０００９】そして、絞りダイス７のダイス口７ｂの口
径は、この絞りダイス７の下に位置する絞りダイス６の
ダイス口６ｂの口径よりも若干小径になっている。ター
ンロール４で方向転換して垂直上方に導出される線材３
は、絞りダイス６，絞りダイス７の各ダイス口６ｂ，７
ｂを連続的に通過していく。その過程で、線材３が溶融
めっき浴２からその表面に付着させて引き上げた溶融め
っき浴は、まず、絞りダイス６のダイス口６ｂで絞られ
て余分な溶融めっきが除去され、ついで、ダイス口６ｂ
よりも小径のダイス口７ｂを通過する過程で、更に余分
な溶融めっき浴が除去される。その結果、所望の厚みの
溶融めっき層で被覆された線材３が絞りダイス７から導
出されてくる。

【００１０】このとき、絞りダイス７のダイス口径は絞
りダイス６のダイス口径よりも小径であるため、絞りダ
イス７によって絞られた余分の溶融めっき浴は、図２に
おける絞りダイス６のダイス口６ｂの出口部分と絞りダ
イス７のダイス口７ｂの入口部分が形成する空間部分８
ａに連続的に供給されて溜まることになり、そして各絞
りダイスが重なり合っている境界面からダイスの外周縁
に向かって流出していく。

【００１１】この場合、各絞りダイス６，７が重ね合わ
さる面６ａ，７ａは、前記各ダイス口が形成する空間部
分８ａを除いた部分が平滑な面であってもよいが、例え
ば絞りダイス７の下面が平滑面であったときに、図３の
平面図と図３のIV−IV線に沿う断面図である図４で示し
たように、絞りダイス６の上面６ａに、ダイス口６ｂを
中心にして複数個（図では４個）の凹溝６ｃ，６ｄ，６
ｅ，６ｆをダイス外周縁に向かって放射状に形成してお
いてもよい。このようにすると、絞りダイス７によって
絞られて前記空間部分８ａに連続的に溜まってくる余分
の溶融めっき浴は、非常に円滑にこれら凹溝を通って流
出していくことになる。

【００１２】溶融めっきされた線材が、上記したような
絞りダイス部８を通過すると、絞りダイス７で絞られる
溶融めっき浴が２個の絞りダイス６，７の重ね合わせ面
から均一に四方の外周縁に流出するので、絞りダイス間
の前記空間部分８ａに連続的に溜まる溶融めっき浴にお
ける圧力分布が均一化し、その結果、通過しつつある線
材とダイス口の壁面とのクリアランスが一定となりやす
く、したがって、偏肉がなく厚みが非常に均一な溶融め
っき層を形成することができるようになる。

【００１３】下方に位置する絞りダイス６は、図２で示
したように、その一部が溶融めっき浴２の中に浸漬した
状態になっていることが好ましい。もち論、絞りダイス
６は溶融めっき浴２の浴面から離隔してもよいが、図２
のように一部浸漬した状態にあると、絞りダイス６は溶
融めっき浴２によって加熱されているため、前記したよ
うな絞りダイス７で絞られた溶融めっき浴も加熱されて
その流動性が向上し、その結果、絞りダイス７から導出
されためっき線材における溶融めっき層の厚みが均一に
なるからである。

【００１４】また、絞りダイス６の入口部分は溶融めっ
き浴２の浴面よりも下方に位置することになるので、通
常、浴面に浮遊している酸化物や異物、または浴中に存
在する嵩の大きいノロなどが導出されつつある線材３に
よって絞りダイス６に巻き込まれることが防止され、そ
の結果、得られためっき線材の表面品質が向上するとい
う効果を奏することもできる。

【００１５】溶融めっき浴の粘度が高く、線材の線速が
大きく、または上方に位置する絞りダイス７の質量が非
常に大きい場合には、絞りダイス６と絞りダイス７の間
における圧力バランスを調整するために、例えば、上方
に位置する絞りダイス７の一部を溶融めっき２の中に浸
漬することもできる。しかし、その場合であっても、絞
りダイス７のダイス口の出口部分は必ず浴面よりも上方
に位置させるようにしなければならない。

【００１６】各絞りダイスの寸法，材質または配置の方
法などについては格別限定されるものではなく、例え
ば、必要に応じて、絞りダイス部８の水平度を調節する
ガイドや位置決めガイドなどを付設することもできる。
また、絞りダイスの材質によっては、浴面に浮かべるフ
ロート式のものにすることもできる。この絞りダイス部
８において、上方に位置する絞りダイス７のダイス口径
は、目的とするめっき線材のめっき厚との関係で所定の
値にすることができるが、下方に位置する絞りダイス６
のダイス口径は、溶融めっき浴の種類と浴温や、線材の
線速，上方に位置する絞りダイス７の質量などとの関係
で適宜に決めることができる。一般には、溶融めっき浴
の粘度が大きく，浴温が低く，線速が速く，上方に位置
する絞りダイス６の質量が大になるほど、下方に位置す
る絞りダイス７のダイス口径を小にすることができる。

【００１７】この場合、絞りダイス６においては、線材
とダイス口の壁面とのクリアランスは１０〜２００μｍ
程度に設定することが好ましい。クリアランスが狭すぎ
ると、ダイス口６ｂを通過しつつある線材による溶融め
っき浴の引き上げが起こらず、逆にクリアランスが広す
ぎると、絞りダイス７によって絞られた余分の溶融めっ
き浴が溶融めっき浴２へと逆流するようになり、いずれ
の場合であっても、得られためっき線材におけるめっき
厚は均一にならず偏肉を生ずるようになる。また、上記
クリアランスが広すぎると、浴中のノロや異物の巻き込
みが増加して、めっき層の表面品質の低下を招くように
なる。

【００１８】なお、本発明方法は、絞りダイス７で絞ら
れて各ダイスの重ね合わせ面から流出していく溶融めっ
き浴の圧力が高ければ高いほど、各ダイス間に形成され
る前記空間部分８ａの圧力も高くなるため、めっき厚が
均一な溶融めっき層が形成できる。そして、前記空間部
分８ａに連続的に溜まる溶融めっき浴が多ければ多いほ
ど、各ダイスの重ね合わせ面の間から流出する量も増加
して安定化するので、本発明方法は、高速めっき法に適
用して有効であるということができる。

【００１９】以上の説明は絞りダイスを２個重ね合わせ
て絞りダイス部を構成した場合であるが、本発明方法に
おける絞りダイス部は、上記態様に限定されるものでは
なく、更に３個以上を重ね合わせて構成してもよい。そ
の場合、上方に位置する絞りダイスほどそのダイス口径
が、下方に位置する絞りダイスのダイス口径よりも小径
になっていることが必要である。

【００２０】

【実施例】ダイス口径が0.７０mmの絞りダイス６の下半
分を浴温２８０℃の溶融すずめっき浴２の中に浸漬し、
この絞りダイス６の上にダイス口径が0.６０５mmの絞り
ダイス７を密着して重ね合わせることにより絞りダイス
部８を浴面に対して水平に配置し、図１で示しためっき
装置とした。

【００２１】線径0.６mmの銅線３にフラックスを塗布
し、線速１００ｍ／分で溶融すずめっき浴２の中に導入
し、ターンロール４で垂直方向に方向転換して絞りダイ
ス部８を連続的に通過させてすずめっき線材を製造し
た。得られたすずめっき線材におけるめっき厚の平均値
は６μｍ，厚みの最大値は９μｍ，厚みの最小値は３μ
ｍであった。また、めっき層の表面には凹凸等は認めら
れず優れた表面品質であった。

【００２２】比較のため、ダイス口径0.６０５mmの絞り
ダイス１個を浴面に配置し、線速を３５ｍ／分で前記と
同じ銅線に溶融すずめっきを行なった。得られた線材に
おけるめっき厚の平均値は６μｍであったが、その最大
値１０μｍ，最小値は0.８μｍであり、その偏肉は大で
あった。また、めっき層の表面は多くの凹凸が認めら
れ、その表面品質は劣悪であった。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、厚みが一定で偏肉が小さく、また表面品質
が優れている溶融めっき線材を製造することができる。
これは、複数個の絞りダイスを同軸的に重ね合わせて、
線材にめっきする溶融めっき浴の圧力分布を均一にした
からである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で用いる溶融めっき装置の１例を示
す概略図である。

【図２】本発明方法における絞りダイス部の１例を示す
概略図である。

【図３】絞りダイス例を示す平面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】従来方法で用いる溶融めっき装置の１例を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ めっき槽 ２ 溶融めっき浴 ３ 線材 ４ ターンロール ５ 絞りダイス ６ 下方に位置する絞りダイス ６ａ 絞りダイス６の上面 ６ｂ 絞りダイス６のダイス口 ６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ 凹溝 ７ 上方に位置する絞りダイス ７ａ 絞りダイス７の下面 ７ｂ 絞りダイス７のダイス口 ８ 絞りダイス部 ８ａ 絞りダイス６，７が形成する空間部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融めっき浴の中に線材を導入し、前記
   線材を前記溶融めっき浴中で垂直上方に方向転換したの
   ち、前記溶融めっき浴の浴面付近に配置された絞りダイ
   ス部を通過せしめることにより前記線材の表面に連続的
   に溶融めっきを行う線材の溶融めっき方法において、前
   記絞りダイス部が、ダイス口径の異なる少なくとも２個
   の絞りダイスを同軸的に重ね合わせて水平配置して成
   り、かつ、上方に位置する絞りダイスほどそのダイス口
   径が小径になっていることを特徴とする線材の溶融めっ
   き方法。
2. 【請求項２】 前記絞りダイスの重ね合わせ面の少なく
   とも一方の面に、そのダイス口径から周縁にかけて放射
   状に凹溝が形成されている請求項１の線材の溶融めっき
   方法。
3. 【請求項３】 前記溶融めっき浴が、溶融すずまたは溶
   融半田から成る請求項１の線材の溶融めっき方法。